根據(jù)臺積電規(guī)劃，位于南科的晶圓18廠第1、2、3、4期是5nm生產(chǎn)基地；其中，第1、2、3期已經(jīng)開始量產(chǎn)，4期興建中。晶圓18廠第5、6、7、8期是未來3nm生產(chǎn)基地。

　　針對外傳南科3nm廠昨天開始裝機(jī)作業(yè)，臺積電表示，不評論市場傳言，強(qiáng)調(diào)3nm廠依規(guī)劃時程進(jìn)展，將如期于今年試產(chǎn)，明年下半年量產(chǎn)。

　　3nm進(jìn)度超前，2nm將轉(zhuǎn)向GAA晶體管

　　在2021年國際固態(tài)電路會議（ISSCC 2021）開場線上專題演說時，臺積電董事長劉德音指出，臺積電3納米制程依計(jì)劃推進(jìn)，甚至比預(yù)期還超前了一些，3納米及未來主要制程節(jié)點(diǎn)將如期推出并進(jìn)入生產(chǎn)。臺積電3納米制程預(yù)計(jì)今年下半年試產(chǎn)，明年下半年進(jìn)入量產(chǎn)。

　　劉德音在演說時雖未透露3納米進(jìn)度會超前多少，但此一消息仍令市場感到振奮。

　　劉德音董事長以「釋放創(chuàng)新未來（Unleashing the Future of Innovation）」為演說主題，指出半導(dǎo)體制程微縮腳步并未減緩，摩爾定律仍然有效，臺積電3納米比預(yù)期進(jìn)度超前，至于2納米之后的電晶體架構(gòu)將轉(zhuǎn)向環(huán)繞閘極（GAA）的納片（nano-sheet）架構(gòu)，而極紫外光（EUV）技術(shù)可支援到1納米。

　　劉德音指出，半導(dǎo)體整合每踏出成功的一步，都需要付出愈來愈多的努力，而半導(dǎo)體技術(shù)剛推出時，雖然只有少數(shù)人采用，但是最后成果會是由大眾享受，「臺積電制程及制造能力可以讓世界上多數(shù)人受益」。

　　臺積電2020年推出5納米制程并進(jìn)入量產(chǎn)，與7納米相較，邏輯密度提升1.83倍，運(yùn)算速度增加13％，運(yùn)算功耗下降21％。臺積電預(yù)計(jì)2022年推出3納米制程，與5納米相較邏輯密度提升1.7倍，運(yùn)算速度提升11％且運(yùn)算功耗可減少27％。

　　劉德音也提及EUV微影技術(shù)的重要性與日俱增，他指出，EUV雖突破芯片尺寸限制，能使用較少層數(shù)的光罩，但產(chǎn)量仍是問題。相較于過去采用的浸潤式微影技術(shù)，EUV的功耗明顯提高，為此臺積電已在350W激光光源技術(shù)上獲得突破，可支援5納米量產(chǎn)，甚至能支援到更先進(jìn)的1納米制程節(jié)點(diǎn)。

　　臺積電基于量產(chǎn)上的考量，5納米及3納米仍然采用鰭式場效電晶體（FinFET）架構(gòu)，但在材料創(chuàng)新上有所突破，在5納米制程導(dǎo)入高遷移率通道（HMC）電晶體，將鍺（Ge）整合到電晶體的鰭片（fin）當(dāng)中，導(dǎo)線也采用新一代的鈷及釕等材料來持續(xù)挑戰(zhàn)技術(shù)限制。至于2納米之后，臺積電將轉(zhuǎn)向采用GAA的納米片架構(gòu)，提供比FinFET架構(gòu)更多的靜電控制，改善芯片整體功耗。

　　臺積電日前宣布將在日本成立研發(fā)中心擴(kuò)展3D IC材料研究，劉德音也提及臺積電在新材料上的技術(shù)創(chuàng)新，包括六方氮化硼（hBN）已接近實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，與臺灣學(xué)界團(tuán)隊(duì)合作成功以大面積晶圓尺寸生長單晶氮化硼等。他也指出，系統(tǒng)整合是半導(dǎo)體未來發(fā)展方向，Chiplet（小芯片）是能讓技術(shù)朝向正確方向發(fā)展的關(guān)鍵，而臺積電的SoIC先進(jìn)封裝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)3D芯片堆疊。

　　英特爾、蘋果有望率先采用

　　據(jù)日本經(jīng)濟(jì)新聞近日獲悉，美國蘋果和英特爾正在測試臺積電新一代制程技術(shù)，兩家美國企業(yè)將成為臺積電3納米技術(shù)最早采用的客戶群。

　　這顯示當(dāng)美國政府正積極主導(dǎo)增加本土半導(dǎo)體制造時，臺積電的技術(shù)領(lǐng)先能力使其依然在美國公司供應(yīng)鏈中扮演重要角色。

　　電路線寬越細(xì)，半導(dǎo)體的性能越高，但制造的難度和成本也將提高。根據(jù)臺積電之前指出，其3納米芯片與現(xiàn)在最尖端的5納米芯片相比，運(yùn)算性能提高10～15％，耗電量則可以降低25～30％。

　　根據(jù)多位消息人士指出，蘋果與英特爾都在測試臺積電的3納米制程，最快芯片產(chǎn)出時間將落在明年下半年至后年初。首先搭載3納米制程的蘋果產(chǎn)品將是iPad, 至于明年上市的iPhone由于量產(chǎn)日程的原因，將采用5納米和3納米之間的4納米技術(shù)。

　　據(jù)了解，英特爾則至少開了兩個以上的3納米案子，包括個人計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)中心的中央處理器。英特爾在過去數(shù)年由于自身半導(dǎo)體制程生產(chǎn)的延宕，被競爭對手包括美國超威半導(dǎo)體公司（AMD）及英偉達(dá) （Nvidia） 奪走市場份額。產(chǎn)業(yè)人士表示，英特爾比競爭對手率先采用臺積電的3納米制程，在技術(shù)領(lǐng)先上或許可以收復(fù)失去的市場占有率，同時為自身爭取時間來重新成為晶圓制造技術(shù)的領(lǐng)先者。英特爾的CEO曾表示他的公司跟臺積電的關(guān)系就是既競爭又合作。

　　對于自主設(shè)計(jì)和制造的英特爾來說，與臺積電的合作將發(fā)揮在自研走上軌道之前的過渡作用。英特爾目前自主制造的7納米芯片量產(chǎn)時間推遲至2023年，落后于臺積電和韓國三星電子。采用10納米技術(shù)的最新服務(wù)器CPU的量產(chǎn)時程則從2021年底推遲至2022年第二季度。

　　英特爾接受日本經(jīng)濟(jì)新聞的采訪時表示，在其2023年的產(chǎn)品規(guī)劃當(dāng)中，確實(shí)與臺積電有合作產(chǎn)出的CPU產(chǎn)品，但并未提及用何種制造技術(shù)。臺積電則表示不會就個別客戶的計(jì)劃置評，蘋果并未回復(fù)置評要求。